Lý thuyết Hóa học 11 Cánh diều Bài 10: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Haylamdo biên soạn và sưu tầm với tóm tắt lý thuyết Hóa 11 Bài 10: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 11 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 11.

Lý thuyết Hóa 11 Cánh diều Bài 10: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

I. Thành phần nguyên tố và công thức phân tử

- Công thức phân tử của hợp chất hữu cơ cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố có trong phân tử chất hữu cơ.

- Thành phần các nguyên tố của một hợp chất hữu cơ cho biết những nguyên tố hóa học nào tạo nên hợp chất đó. Số lượng các nguyên tử cho biết các nguyên tố kết hợp với nhau theo tỉ lệ nào.

Ví dụ: Công thức của butane là C₄H_10. Như vậy, chất này được tạo nên bởi carbon và hydrogen, trong mỗi phân tử butane có 4 nguyên tử carbon kết hợp với 10 nguyên tử hydrogen theo tỉ lệ số nguyên tử C : H là 2 : 5.

- Công thức đơn giản nhất (còn được gọi là công thức thực nghiệm) cho biết tỉ lệ tối giản về số lượng nguyên tử các nguyên tố trong phân tử một hợp chất hữu cơ.

- Cách xác định công thức đơn giản nhất:

Với hợp chất hữu cơ A có công thức đơn giản nhất là C_xH_yO_z thì:

+ Tỉ lệ x : y : z dưới dạng các số nguyên dương tối giản.

+ Tỉ lệ x : y : z = $\frac{\%C}{12}:\frac{\%H}{1}:\frac{\%O}{16}.$

Với %C, %H, %O là phần trăm khối lượng các nguyên tố C, H, O có trong hợp chất hữu cơ A được xác định từ phân tích nguyên tố.

- Công thức phân tử cho biết số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong phân tử.

Công thức phân tử có thể xác định từ công thức đơn giản nhất của chất và phân tử khối của chất đó. Cụ thể:

CTPT = (CTĐGN)_n = (C_xH_yO_z)_n (với n nguyên dương).

II. Phương pháp xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ - Phổ khối lượng (MS)

- Người ta thường xác định phân tử khối của một hợp chất dựa trên phổ khối lượng (phổ MS) của chúng. Đối với các hợp chất đơn giản, mảnh ion phân tử (kí hiệu [M⁺]) thường ứng với mảnh giá trị m/z lớn nhất.

Ví dụ: Kết quả phân tích nguyên tố cho biết thành phần về khối lượng các nguyên tố có trong hợp chất X là 62,07 %C, 10,34%H, 27,59%O. Nếu X có công thức chung là C_xH_yO_z, ta có:

x: y: z = $\frac{\%C}{12}:\frac{\%H}{1}:\frac{\%O}{16}$ = $\frac{62,07}{12}:\frac{10,34}{1}:\frac{27,59}{16}\approx 3:6:1$

Công thức đơn giản nhất của X là C₃H₆O và công thức phân tử của X có dạng (C₃H₆O)_n.

Để xác định công thức phân tử của X, người ta ghi phổ MS của X và thấy ion phân tử [M⁺] có m/z = 58. Điều này cho phép kết luận X có phân tử khối bằng 58 và tính n = 1. Từ đó xác định công thức phân tử của X là C₃H₆O.